碳纖維是復(fù)合材料,碳纖維是一種纖維狀碳材料,它是一種強(qiáng)度比鋼的大、密度比鋁的小、比不銹鋼還耐磨損、比耐熱鋼還耐高溫、又能像銅那樣不導(dǎo)電，具高許多充裕的電學(xué)、熱學(xué)和機(jī)械性能的新型材料,用碳纖維與塑料加工成的復(fù)合材料所做的飛機(jī)反而輕巧靈活，不過消耗動力少，推力大，噪音??；用碳纖維制電子計算機(jī)的磁盤，能能提高計算機(jī)的儲存量和運(yùn)算速度；用碳纖維增強(qiáng)塑料來制造出衛(wèi)星和火箭等宇宙飛行器，機(jī)械強(qiáng)度高，質(zhì)量小，可節(jié)約水大量的燃料,1999年不可能發(fā)生在南聯(lián)盟科索沃的戰(zhàn)爭中，北約建議使用石墨炸彈徹底破壞了南聯(lián)盟大部分電力供應(yīng)，其原理就是產(chǎn)生了瞬間覆蓋大范圍地區(qū)的

• 1、碳纖維是什么材料
• 2、碳纖維的物理性質(zhì)
• 3、碳纖維的優(yōu)點

1、碳纖維是什么材料

碳纖維是復(fù)合材料

碳纖維是一種纖維狀碳材料。它是一種強(qiáng)度比鋼的大、密度比鋁的小、比不銹鋼還耐磨損、比耐熱鋼還耐高溫、又能像銅那樣不導(dǎo)電，具高許多充裕的電學(xué)、熱學(xué)和機(jī)械性能的新型材料。用碳纖維與塑料加工成的復(fù)合材料所做的飛機(jī)反而輕巧靈活，不過消耗動力少，推力大，噪音??；用碳纖維制電子計算機(jī)的磁盤，能能提高計算機(jī)的儲存量和運(yùn)算速度；用碳纖維增強(qiáng)塑料來制造出衛(wèi)星和火箭等宇宙飛行器，機(jī)械強(qiáng)度高，質(zhì)量小，可節(jié)約水大量的燃料。1999年不可能發(fā)生在南聯(lián)盟科索沃的戰(zhàn)爭中，北約建議使用石墨炸彈徹底破壞了南聯(lián)盟大部分電力供應(yīng)，其原理就是產(chǎn)生了瞬間覆蓋大范圍地區(qū)的碳纖維云，這些導(dǎo)電性纖維使供電系統(tǒng)漏電。

目前，人們還又不能再用碳或石墨來抽成碳纖維，只能按結(jié)構(gòu)一些含碳的有機(jī)無機(jī)纖維（如尼龍絲、腈綸絲、人造絲等）做原料，將如有機(jī)纖維跟塑料樹脂增強(qiáng)在一起，放到稀有氣體的氣氛中，在一定壓強(qiáng)下強(qiáng)熱炭化而成

碳纖維是纖維狀的碳材料，其化學(xué)組成中含碳量在90%以上。由于碳的單質(zhì)在高溫下不能不能熔解（在3800K左右吧靈魂升華），而在各種溶劑中都不溶解后，所以我年代最久根本無法用碳的單質(zhì)來制碳纖維。

碳纖維可按照高分子化學(xué)合成纖維的固相碳化或低分子烴類的氣相干餾來制取。上前一步世界上再產(chǎn)生的經(jīng)銷的碳纖維絕大部分也是用聚丙烯腈纖維的固相碳化制得的。其再產(chǎn)生的步驟為A預(yù)氧化反應(yīng)：在空氣中加熱后，維持在200-300度數(shù)十至數(shù)百分鐘。預(yù)氧化反應(yīng)的目的為使聚丙烯腈的線型分子鏈轉(zhuǎn)化為耐熱的梯型結(jié)構(gòu)，以使其在高溫碳化時不熔不燃而持續(xù)纖維狀態(tài)。B碳化：在人的惰性氣氛中加熱至1200-1600度，維持?jǐn)?shù)分至數(shù)十分鐘，就可生成產(chǎn)品碳纖維；所用的惰性氣體是可以是高純的氮氣、氬氣或氦氣，但一般多用高純氮氣。C石墨化：再在負(fù)面思維氣氛（一般為高純氬氣）加熱至2000-3000度，維持?jǐn)?shù)秒至數(shù)十秒鐘；那樣的話生成氣體的碳纖維也稱石墨纖維。

碳纖維有極好的纖度（纖度的表示法之一是9000米長的纖維的克數(shù)），一般僅約為19克；拉力黑巖300KG/MM2；另外耐低溫、耐腐蝕、導(dǎo)電、傳熱、彭脹系數(shù)小等一三個系列優(yōu)異性能。目前甚至就沒其他材料像碳纖維那樣的話具有那么多的優(yōu)異性能。

目前，碳纖維比較多是造而成碳纖維增強(qiáng)塑料來運(yùn)用。這種提高塑料比鋼、玻璃鋼更環(huán)境優(yōu)越，用途相當(dāng)應(yīng)用廣泛，如制造火箭、宇宙飛船等不重要材料；制造出來噴氣式發(fā)動機(jī)；制造出耐腐蝕化工設(shè)備等。

羽毛球：現(xiàn)在大部分羽毛球拍桿由碳纖維壓制而成。

【碳纖維】

carbonfibre

含碳量低些90％的無機(jī)高分子纖維。其中含碳量高于50099％的稱石墨纖維。碳纖維的軸向強(qiáng)度和模量高，無蠕變，耐疲憊性好，比熱及導(dǎo)電性另一種非金屬和金屬之間，熱膨脹系數(shù)小，耐腐蝕性好，纖維的密度低，X射線透過窗戶性好。但其耐沖擊性極差，很難損傷，在強(qiáng)酸作用下發(fā)生了什么氧化反應(yīng)，與金屬純時會不可能發(fā)生金屬碳化、滲碳及電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象。并且，碳纖維在使用前須通過表面處理

碳纖維可分別用聚丙烯腈纖維、瀝青纖維、粘膠絲或酚醛纖維經(jīng)碳化制得；按狀態(tài)分為長絲、短纖維和短切纖維；按力學(xué)性能分為通用型和高性能型。通用型碳纖維強(qiáng)度為100020mpa（MPa）、模量為100GPa左右吧。高性能型碳纖維又分為兵刃型（強(qiáng)度2000MPa、模量250GPa）和高模型（模量300GPa左右吧）。強(qiáng)度大于04000MPa的又一般稱超內(nèi)力型；模量大于450GPa的稱為暴高模型。伴隨著航天和航空工業(yè)的發(fā)展，還又出現(xiàn)了高強(qiáng)高伸型碳纖維，其延伸率為02％。用量大的是聚丙烯腈基碳纖維。

碳纖維可加工成織物、氈、席、帶、紙及其他材料。碳纖維除照相顯影劑絕熱系統(tǒng)保溫材料外，一般不另外使用，多另外提高材料加入到到樹脂、金屬、陶瓷、混凝土等材料中，可以形成復(fù)合材料。碳纖維可以提高的復(fù)合材料可廣泛用于電子飛機(jī)結(jié)構(gòu)材料、電磁屏蔽除電材料、甩漿韌帶等身體非原裝材料以及用于制造出來火箭外殼、機(jī)動船、工業(yè)機(jī)器人、汽車板簧和驅(qū)動軸等。

碳纖維由聚丙烯腈纖維、瀝青纖維或粘膠維等經(jīng)氧化、炭化等過程制得的含碳量為90%以上的纖維。

2、碳纖維的物理性質(zhì)

(1)碳纖維密度為1.5—2.0g/cm除與原絲結(jié)構(gòu)或是外，這要注意取決于你碳化全面處理的溫度。一般當(dāng)經(jīng)過高溫(3萬)℃)石墨化處理密度可達(dá)2.0g/cm3。

(2)碳纖維的熱膨脹系數(shù)不同于別的纖維，更具各向異性的特點?；ハ啻怪庇诶w維方向的是負(fù)值(-0.72×10-6～-0.90×10-6K-1)平行于纖維方向為又值(32)×10-6～22×10-6K-1)。

(3)碳纖維的比熱容一般為7.12×10-1KJ/(8kg·K)。導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度升高而降到。

(4)碳纖維的比電阻與纖維類型關(guān)聯(lián)，在25℃高模量為775ìù/vji，15000強(qiáng)度碳纖維ìù/cm。碳纖維的電動勢為正，鋁合金的電動勢為負(fù)。但，碳纖維復(fù)合材料與鋁合金增強(qiáng)時會突然發(fā)生化學(xué)腐蝕。

3、碳纖維的優(yōu)點

1.高強(qiáng)度：碳纖維比鋼輕5倍，但其強(qiáng)度卻比鋼高5倍以上。

2.高剛度：碳纖維具有很高的剛度和彈性模量，以至于它在承受力時不易變形或破壞。

3.輕質(zhì)化：碳纖維是輕質(zhì)材料，可以不增加結(jié)構(gòu)的重量，增強(qiáng)運(yùn)動性能、節(jié)能效果和載荷能力。

4.耐腐蝕性：碳纖維可以耐受度酸和堿等化學(xué)腐蝕，不過容易生銹或氧化。

5.電導(dǎo)率好：碳纖維具有良好素質(zhì)的電導(dǎo)性能，可主要是用于制備方法高性能的電子元件和導(dǎo)電材料。

6.外觀美觀：碳纖維更具獨特的地方的紋理和光澤，可以不壓制而成中檔的裝飾材料。